BR遺伝子はホメオボックス転写因子をコードしており、KNOX型転写因子と複合体を形成して核移行することで機能することが推測されている。転写因子BRはKNOX1とともに、幹細胞における抑制シグナルの生合成や輸送か、隣接細胞における幹細胞化の抑制に機能していると考えられる。本研究は、BRタンパク質の局在観察と標的遺伝子の同定、および標的遺伝子の機能解析により、幹細胞制御に関わる新しい分子機構を解明することを目的とする。)コケ植物ツノゴケは陸上植物の進化研究において重要な系統的位置にあるが、遺伝子導入系など分子遺伝学的な解析技術の導入が立ち後れていた。agrestisを用いて、ツノゴケのモデル実験系の確立を行った。Agrobacteriumを介した安定形質転換系を確立し、イルミナ社の次世代シークエンシンサーを用いて、ペアエンドライブラリーによるドラフトゲノムシークエンスの取得、配偶体組織のRNAシークエンスを行なった。セン類ヒメツリガネゴケで胞子体発生に機能するKNOX遺伝子、LFY遺伝子、WOX遺伝子の相同遺伝子を複数見いだし、発現解析のためのプロモーター単離を行なった。)コケ植物の系統基部に位置するナンジャモンジャゴケとコマチゴケを用いて陸上植物の初期進化を明らかにするための研究基盤整備を進めた。ナンジャモンジャゴケの葉緑体全ゲノム配列情報を公開した。ナンジャモンジャゴケの粘液毛内部のハルティヒネット様構造から単離された菌類は,ツツジ科植物から単離された子嚢菌と近縁であることが示された。これまでのところコマチゴケのゲノムサイズは約3.5Gbと推定している。ついて,タイ類のモデル植物であるゼニゴケゲノムと同様,遺伝子重複が少ないことが明らかになった。)陸上植物は1n世代と2n世代の両方に異なる多細胞体制を作る異型世代交代を行なうが、世代の発生プログラムの切り換えの仕組みはよくわかっていなかった。申請者は転写因子KNOX2が1nから2nへの発生プログラムの抑制に機能していることをつきとめた。野生株とKNOX2機能欠損株の初期胚を用いた比較トランスクリプトーム解析により、KNOX2遺伝子の標的遺伝子の探索を行なった。KNOX2機能欠損株では転写因子と代謝関連遺伝子の発現が大きく変動おり、遺伝子ネットワークおよびグローバルな代謝産物量の変化が世代交代制御の実働因子であると推測された。)7種のセン類,2種のタイ類,1種のツノゴケ類を含む,10種類のコケ植物について,葉緑体ゲノムの全塩基配列を新たに決定した.これまで,セン類は,タイ類やツノゴケ類と比べ,葉緑体ゲノムの構造が大きく異なっていると考えられていたが,セン類の系統基部に位置する分類群では,タイ類やツノゴケ類と非常によく似た葉緑体ゲノム構造をもつことが分かった.進化を通じておきたいくつかの遺伝子の欠失イベントは,セン類の主要分類群の分岐順序を考える上で有効な系統マーカーとなることが示唆された。)被子植物胞子体の茎頂では、細胞分化を促進する遺伝子と未分化な状態を維持する遺伝子が異なる領域で機能し、未分化な分裂組織を維持しつつ、器官が分化していると推定される。未分化な状態の維持に関わる遺伝子としてKNOXクラス1遺伝子が知られている。KNOXクラス1遺伝子はサイトカイニン合成遺伝子(IPT)、ジベレリン代謝遺伝子(GA2酸化酵素遺伝子)とジベレリン合成遺伝子(GA20酸化酵素遺伝子)といった植物ホルモン生合成系遺伝子を下流に持ち、植物ホルモン量を制御することで茎頂分裂組織の細胞分裂及び伸長を制御し、茎頂分裂組織の未分化な性質を維持すると報告されている。KNOXクラス1遺伝子の関わる分子機構がコケ植物でも保存されているかを調べることで、陸上植物の形態進化を調べることを目的としている。コケ植物KNOXクラス1遺伝子3個を単離し、機能解析を行ったところ、これらはいずれも胞子体の初期発生で発現し、細胞分裂・伸長を制御していることがわかった。ヒメツリガネゴケではゲノム計画が進められている。存在すること、また、被子植物は2種類のIPT遺伝子を持つがヒメツリガネゴケは1種類しか持たないことがわかった。これらの遺伝子の発現レベルが野生株と三重遺伝子破壊株とで変わらかいことから、ヒメツリガネゴケにおいてはKNOXクラス1遺伝子はジベレリンとサイトカイニンを制御していないことが示唆された。KNOXクラス1遺伝子によるジベレリンとサイトカイニンの制御は維管束植物とコケ植物の分岐の後に維管束植物において獲得されたと推測された。